دانش حرفه ای

طول موج، توان و انرژی، نرخ تکرار، طول پیوستگی و غیره، اصطلاحات لیزر.

2024-04-19

طول موج (واحدهای رایج: نانومتر تا میکرومتر):

طول موج لیزر فرکانس فضایی موج نور ساطع شده را توصیف می کند. طول موج بهینه برای یک مورد خاص به شدت به کاربرد بستگی دارد. در طول پردازش مواد، مواد مختلف دارای ویژگی های جذب طول موج منحصر به فردی خواهند بود که در نتیجه برهمکنش های متفاوتی با مواد ایجاد می شود. به همین ترتیب، جذب و تداخل اتمسفر می تواند بر طول موج های خاصی در سنجش از دور تأثیر متفاوتی بگذارد و در کاربردهای لیزری پزشکی، رنگ های مختلف پوست طول موج های خاصی را به طور متفاوت جذب می کند. لیزرهای با طول موج کوتاه‌تر و اپتیک‌های لیزری مزایایی در ایجاد ویژگی‌های کوچک و دقیق دارند که حداقل گرمایش محیطی را به دلیل نقاط متمرکز کوچک‌تر ایجاد می‌کنند. با این حال، آنها به طور کلی گران تر و آسیب پذیرتر از لیزرهای با طول موج بلندتر هستند.


توان و انرژی (واحدهای رایج: W یا J):

توان لیزر بر حسب وات (W) اندازه گیری می شود که برای توصیف توان خروجی نوری یک لیزر موج پیوسته (CW) یا توان متوسط ​​یک لیزر پالسی استفاده می شود. علاوه بر این، ویژگی لیزر پالسی این است که انرژی پالس آن نسبت مستقیم با توان متوسط ​​و نسبت معکوس با نرخ تکرار پالس دارد. واحد انرژی ژول (J) است.

انرژی پالس = متوسط ​​نرخ تکرار توان انرژی پالس = متوسط ​​نرخ تکرار توان.

لیزرهای با توان و انرژی بالاتر معمولاً گرانتر هستند و گرمای اتلاف بیشتری تولید می کنند. با افزایش توان و انرژی، حفظ کیفیت پرتو بالا به طور فزاینده ای دشوار می شود.


مدت زمان پالس (واحدهای رایج: fs تا ms):

مدت زمان پالس لیزر یا (به عنوان مثال: عرض پالس) به طور کلی به عنوان زمانی تعریف می شود که لیزر به نصف حداکثر توان نوری خود (FWHM) برسد. لیزرهای فوق سریع با مدت زمان پالس کوتاه مشخص می شوند که از پیکوثانیه (10-12 ثانیه) تا آتوثانیه (10-18 ثانیه) متغیر است.


نرخ تکرار (واحدهای رایج: هرتز تا مگاهرتز):

نرخ تکرار یک لیزر پالسی یا فرکانس تکرار پالس، تعداد پالس‌های ساطع شده در ثانیه را توصیف می‌کند که برابر فاصله متوالی پالس است. همانطور که قبلا ذکر شد، نرخ تکرار با انرژی پالس نسبت معکوس و با توان متوسط ​​رابطه مستقیم دارد. اگرچه سرعت تکرار معمولاً به محیط افزایش لیزر بستگی دارد، در بسیاری از موارد میزان تکرار می تواند متفاوت باشد. هر چه میزان تکرار بیشتر باشد، زمان آرامش حرارتی در سطح اپتیک لیزر و نقطه متمرکز نهایی کوتاه‌تر می‌شود و به ماده اجازه می‌دهد سریع‌تر گرم شود.


طول پیوستگی (واحدهای رایج: میلی متر تا سانتی متر):

لیزرها منسجم هستند، به این معنی که یک رابطه ثابت بین مقادیر فاز میدان الکتریکی در زمان‌ها یا مکان‌های مختلف وجود دارد. این به این دلیل است که نور لیزر بر خلاف بسیاری از انواع دیگر منابع نور، با انتشار تحریک شده تولید می شود. انسجام به تدریج در طول انتشار ضعیف می شود و طول پیوستگی یک لیزر فاصله ای را که انسجام زمانی آن کیفیت خاصی را حفظ می کند را مشخص می کند.


قطبی شدن:

قطبش جهت میدان الکتریکی یک موج نوری را مشخص می کند که همیشه بر جهت انتشار عمود است. در بیشتر موارد، نور لیزر به صورت خطی قطبی شده است، به این معنی که میدان الکتریکی ساطع شده همیشه در یک جهت قرار دارد. نور غیرقطبی میدان‌های الکتریکی تولید می‌کند که در جهات مختلف قرار دارند. درجه پلاریزاسیون معمولاً به صورت نسبت توان نوری دو حالت قطبش متعامد مانند 100:1 یا 500:1 بیان می شود.


قطر تیر (واحدهای رایج: میلی متر تا سانتی متر):

قطر پرتو لیزر نشان دهنده امتداد جانبی پرتو یا اندازه فیزیکی عمود بر جهت انتشار است. معمولاً در عرض 1/e2 تعریف می شود، یعنی نقطه ای که در آن شدت پرتو به 1/e2 (≈ 13.5٪) از حداکثر مقدار خود می رسد. در نقطه 1/e2، شدت میدان الکتریکی به 1/e (≈ 37٪) مقدار حداکثر آن کاهش می یابد. هرچه قطر پرتو بزرگتر باشد، اپتیک و سیستم کلی مورد نیاز برای جلوگیری از قطع شدن پرتو بزرگتر است و در نتیجه هزینه افزایش می یابد. با این حال، کاهش قطر پرتو، چگالی توان/انرژی را افزایش می‌دهد، که می‌تواند اثرات مضری نیز داشته باشد.


توان یا چگالی انرژی (واحدهای رایج: W/cm2 تا MW/cm2 یا µJ/cm2 تا J/cm2):

قطر پرتو با چگالی توان/انرژی پرتو لیزر (یعنی توان/انرژی نوری در واحد سطح) مرتبط است. هنگامی که توان یا انرژی پرتو ثابت است، هرچه قطر پرتو بزرگتر باشد، چگالی توان/انرژی کمتر است. لیزرهای با چگالی توان/انرژی بالا معمولا خروجی نهایی ایده آل سیستم هستند (مانند کاربردهای برش لیزر یا جوشکاری لیزر)، اما کم چگالی توان/انرژی لیزر اغلب در داخل سیستم مفید است و از آسیب ناشی از لیزر جلوگیری می کند. این همچنین از یونیزه شدن هوا توسط نواحی پرتوان/تراکم انرژی بالا پرتو جلوگیری می کند. به این دلایل، از گسترش دهنده های پرتو اغلب برای افزایش قطر استفاده می شود، بنابراین چگالی توان/انرژی در داخل سیستم لیزر کاهش می یابد. با این حال، باید مراقب بود که پرتو آنقدر منبسط نشود که در دیافراگم سیستم قطع نشود و منجر به هدر رفتن انرژی و آسیب احتمالی شود.

X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept